CN207654697U - 基于麦克纳姆技术的智能电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于玩具技术领域，具体涉及电动车，特别涉及一种具有射击、遥控功能的基于麦克纳姆技术的智能电动车。基于麦克纳姆技术的智能电动车，包括底盘结构、云台结构和发射结构；控制电路板、电机和电池设置在底盘结构的机箱内，机箱的两侧分别安装有两个麦克纳姆轮，在机箱上方设置有承载云台结构的承载板，云台结构包括第一自由度调节机构和第二自由度调节机构，所述的第一自由度调节机构为由第一舵机连接的水平转台。本实用新型的智能电动车由特殊计算设计的结构进行组合，得到了具有射击功能的基于麦克纳姆技术的智能电动车，可以全方位360度移动，灵活性强，还可以进行射击，大大增加了电动车的娱乐性。

Description

基于麦克纳姆技术的智能电动车

技术领域

本实用新型属于玩具技术领域，具体涉及电动车，特别涉及一种具有射击、遥控功能的基于麦克纳姆技术的智能电动车。

背景技术

近年来，随着国内经济文化的发展，可以远程控制的多功能电动车成为一种深受广大青少年和成年人喜爱的玩具类型。这类电动车不同于传统上的儿童玩具类型的电动车；传统意义上的适合儿童的电动车玩具通常只能在目距内操作，只能实现前进后退转弯等最基础的功能，所以专利中出现的电动车并不是指那些适合于14岁以下儿童使用的电动车玩具产品。现在市面上出现的适合青少年和成年人使用多功能电动车往往包括了如下这些功能：基于以太网络的远程遥控，比传统的无线电或红外线等无线操控方式可以更远地进行控制；支持第一人称主视角的视频回传功能，这样就能使得电动车具有在目距外行动的能力，同时也使得远程监控等功能成为可能；支持声光电等多种交互手段，使得电动车不只是一个只能自娱自乐的玩具，而是一个可以远程控制的，与人交互的新媒介。同时也有一些实现特定功能的电动车产品，在某种意义上已经是一种简单的远程控制机器人了，比如可以进行房间清扫功能的扫地型电动车、可以实现远程宠物喂

食的家居监视型电动车和可以实现视频游戏的电动车产品等。但是市场上直接出售的多功能电动车往往都基于各自独立的软硬件环境，只能实现厂商预设的功能，同时也只能通过规定的遥控方式去操控。所以这类的多功能电动车并不能完成用户个性化的需求。

在最近的几年里，电动车慢慢的从人们的视野中消失，这首先是由于电动车的可玩性不高，只能单纯的控制小车在路面上进行移动，没有进行其它功能的开发；其次是它的面向对象比较单一，也只是局限于小孩，这就导致了电动车的发展受到了严重的限制。

为了让电动车可以成为像无人机一样具有市场和娱乐性，我们把电动车开发成可以进行射击，我们叫它基于麦克纳姆技术智能电动车，智能电动车和robomaster中的机器人近似，是由一个2.4GHz的遥控器控制，在机器人上装了一个发射器来发射模拟子弹，通过控制让机器人相互射击，车上的装上来云台可以控制发射器的方向，最后在一定的规则下进行比赛。而我们把机器人做成小型的电动车，然后可以通过各种规则增加电动车的趣味性和娱乐性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具备设计模拟子弹功能的智能电动车。

本实用新型的目的是这样实现的：

基于麦克纳姆技术的智能电动车，包括底盘结构、云台结构和发射结构；控制电路板、电机和电池设置在底盘结构的机箱内，机箱的两侧分别安装有两个麦克纳姆轮，在机箱上方设置有承载云台结构的承载板，云台结构包括第一自由度调节机构和第二自由度调节机构，所述的第一自由度调节机构为由第一舵机连接的水平转台，所述的第二调节结构为由第二舵机连接的竖直转台；所述的发射结构安装在云台结构的竖直升降台上，所述的发射结构包括两个旋转方向相反的摩擦轮，摩擦轮之间的距离小于发射结构中模拟子弹弹药箱中的模拟子弹，摩擦轮后方设置有填弹装置，所述的摩擦轮前方设置有模拟子弹发射枪筒。

所述的底盘结构包括第一麦克纳姆轮、第二麦克纳姆轮、第三麦克纳姆轮、第四麦克纳姆轮；一个通过传动机构并用于同时驱动第一麦克纳姆轮、第二麦克纳姆轮、第三麦克纳姆轮和第四麦克纳姆轮的电机；所述的电机与电池连接在一起；还包括第一换向器、第二换向器、第三换向器、第四换向器，所述的第一换向器设在电机与第一麦克纳姆轮之间，用于变换第一麦克纳姆轮的转动方向；第二换向器设在电机与第二麦克纳姆轮之间，用于变换第二麦克纳姆轮的转动方向；第三换向器设在电机与第三麦克纳姆轮之间，用于变换第三麦克纳姆轮的转动方向；第四换向器设在电机与第四麦克纳姆轮之间，用于变换第四麦克纳姆轮的转动方向；以及用于控制第一换向器、第二换向器、第三换向器及第四换向器换向的控制器。

所述的云台结构包括主体支架，所述的主体支架包括一底板及位于底板两侧的侧板，所述的侧板之间安装有放置相机的相机支撑架及内罩，所述的相机支撑架及内罩与侧板之间通过竖直转台连接，所述的底板上安装有水平转台，在一侧的侧板外侧设有一风扇；所述的竖直转台包括垂直齿轮及安装于垂直齿轮上的垂直轴承；所述的水平转台包括一步进电机及与步进电机连接的水平轴承和水平齿轮；所述的水平轴承和水平齿轮下方安装有滑环挡块；所述的步进电机安装于主体支架的底板上方，所述的水平轴承与水平齿轮安装于主体支架的底板下方。

所述的摩擦轮通过设置在摩擦轮上方转动齿轮带动，转动齿轮通过旋转电机运转带动旋转。

所述的填弹装置设有弹架，位于弹架上的可填入多粒模拟子弹的供弹仓、储弹仓，位于供弹仓前面的装在弹架上的限制模拟子弹前后移动的控弹器，装在弹架中与弹架同轴心的可在弹架中前后移动和转动的装置模拟子弹的控弹枪栓，装在弹架头部槽内的翻板转动轴上的使模拟子弹滑入枪膛或限制模拟子弹进入枪膛的翻板，装在弹架头部翻板处的可限制第一颗模拟子弹位置且起导向作用的限弹器。

所述的弹架尾部有含分别与供弹仓、储弹仓相通的检弹量孔、取弹孔并可转动的弹封；所述的控弹器中有作用于模拟子弹腰部凹槽、限制模拟子弹前后移动的控弹器顶尖，位于弹架中且两端分别与弹架和控弹嚣连接的拉簧；所述的控弹枪栓上螺纹固定有销钉，销钉可通过控弹枪栓的转动卡进控弹器槽内；弹架头部槽内有限制控弹器转动幅度的限位销；所述的控弹枪栓前部有密封；所述的限弹器上与翻板对应位置上有导向舌；所述的弹架头部有能给翻板施加向下运动压力的扭簧。

在所述的麦克纳姆轮本体的回转中心设有固定中心轴，在固定中心轴上设有电机定子绕组和传动齿轮支架，在电机定子绕组外部套有电机转子；在固定中心轴上套有中心齿轮，在麦克纳姆轮本体的内侧设有内齿圈轮缘，在中心齿轮与内齿圈轮缘之间设有传动齿轮，并且，传动齿轮分别与中心齿轮、内齿圈轮缘啮合，所述的传动齿轮支架与传动齿轮转动连接且传动齿轮支架于传动齿轮的回转中心上实现转动连接；

所述的麦克纳姆轮本体由麦克纳姆滚子支架及麦克纳姆滚子组成，麦克纳姆滚子设在麦克纳姆滚子支架上，麦克纳姆滚子支架与固定中心轴转动连接；传动齿轮的数量为2～8个且均匀分布于由中心齿轮与内齿圈轮缘形成的环形空间。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的智能电动车由特殊计算设计的结构进行组合，得到了具有射击功能的智能电动车，可以全方位360度移动，灵活性强，还可以进行射击，大大增加了电动车的娱乐性。

附图说明

图1为本实用新型结构设计示意图。

图2为本实用新型摩擦轮连接结构示意图。

图3为模拟子弹射出时的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本实用新型做进一步描述。

在最近的几年里，电动车慢慢的从人们的视野中消失，这首先是由于电动车的可玩性不高，只能单纯的控制小车在路面上进行移动，没有进行其它功能的开发；其次是它的面向对象比较单一，也只是局限于小孩，这就导致了电动车的发展受到了严重的限制。

为了让电动车可以成为像无人机一样具有市场和娱乐性，我们把电动车开发成可以进行射击，我们叫它基于麦克纳姆技术的智能电动车，基于麦克纳姆技术的智能电动车和 robomaster中的机器人近似，是由一个2.4GHz的遥控器控制，在机器人上装了一个发射器来发射子弹，通过控制让机器人相互射击，车上的装上来云台可以控制发射器的方向，最后在一定的规则下进行比赛。而我们把机器人做成小型的电动车，然后可以通过各种规则增加电动车的趣味性和娱乐性。

本产品机械部分分为：底盘结构、云台结构和发射结构；控制电路板、电机和电池设置在底盘结构的机箱内，机箱的两侧分别安装有两个麦克纳姆轮，在机箱上方设置有承载云台结构的承载板，云台结构包括第一自由度调节机构和第二自由度调节机构，所述的第一自由度调节机构为由第一舵机连接的水平转台，所述的第二调节结构为由第二舵机连接的竖直转台；所述的发射结构安装在云台结构的竖直升降台上，所述的发射结构包括两个旋转方向相反的摩擦轮，摩擦轮之间的距离小于发射结构中模拟子弹弹药箱中的模拟子弹，摩擦轮后方设置有填弹装置，所述的摩擦轮前方设置有模拟子弹发射枪筒。智能电动车的整体是我们经过考虑和计算后设计的。为了电动车的灵活性，我们用四个麦克纳姆轮作为车轮；为了小车的轻便，我们设计好后用3D打印机把电动车外壳打印出来。最后组合起来所以部件。

所述的底盘结构包括第一麦克纳姆轮、第二麦克纳姆轮、第三麦克纳姆轮、第四麦克纳姆轮；一个通过传动机构并用于同时驱动第一麦克纳姆轮、第二麦克纳姆轮、第三麦克纳姆轮和第四麦克纳姆轮的电机；所述的电机与电池连接在一起；还包括第一换向器、第二换向器、第三换向器、第四换向器，所述的第一换向器设在电机与第一麦克纳姆轮之间，用于变换第一麦克纳姆轮的转动方向；第二换向器设在电机与第二麦克纳姆轮之间，用于变换第二麦克纳姆轮的转动方向；第三换向器设在电机与第三麦克纳姆轮之间，用于变换第三麦克纳姆轮的转动方向；第四换向器设在电机与第四麦克纳姆轮之间，用于变换第四麦克纳姆轮的转动方向；以及用于控制第一换向器、第二换向器、第三换向器及第四换向器换向的控制器。

所述的云台结构包括主体支架，所述的主体支架包括一底板及位于底板两侧的侧板，所述的侧板之间安装有放置相机的相机支撑架及内罩，所述的相机支撑架及内罩与侧板之间通过竖直转台连接，所述的底板上安装有水平转台，在一侧的侧板外侧设有一风扇；所述的竖直转台包括垂直齿轮及安装于垂直齿轮上的垂直轴承；所述的水平转台包括一步进电机及与步进电机连接的水平轴承和水平齿轮；所述的水平轴承和水平齿轮下方安装有滑环挡块；所述的步进电机安装于主体支架的底板上方，所述的水平轴承与水平齿轮安装于主体支架的底板下方。云台是调节发射器方向的，由于我们的智能电动车只是简单的调节方向，所以我们用了最简单的结构来达到想要的结果，只用两个舵机和两个自由度来组成云台。其中两个自由度分别是x轴和y轴。

所述的摩擦轮通过设置在摩擦轮上方转动齿轮带动，转动齿轮通过旋转电机运转带动旋转。发射器主要部分是摩擦轮结构，我们查找了一些资料，通过计算和分析，设计了适合智能电动车的摩擦轮结构。发球机构由送球机构送上来的子弹经过一对旋转方向相反的摩擦轮的作用，高速射出。从子弹进入开始与摩擦轮接触到与摩擦轮分开，在此期间，排球将受到摩擦轮的摩擦力和压力的作用，以此来完成加速过程，最终射出。

计算公式：fΔt＝mΔv＝m(v₁-v₀)

所述的填弹装置设有弹架，位于弹架上的可填入多粒模拟子弹的供弹仓、储弹仓，位于供弹仓前面的装在弹架上的限制模拟子弹前后移动的控弹器，装在弹架中与弹架同轴心的可在弹架中前后移动和转动的装置模拟子弹的控弹枪栓，装在弹架头部槽内的翻板转动轴上的使模拟子弹滑入枪膛或限制模拟子弹进入枪膛的翻板，装在弹架头部翻板处的可限制第一颗模拟子弹位置且起导向作用的限弹器。

所述的弹架尾部有含分别与供弹仓、储弹仓相通的检弹量孔、取弹孔并可转动的弹封；所述的控弹器中有作用于模拟子弹腰部凹槽、限制模拟子弹前后移动的控弹器顶尖，位于弹架中且两端分别与弹架和控弹嚣连接的拉簧；所述的控弹枪栓上螺纹固定有销钉，销钉可通过控弹枪栓的转动卡进控弹器槽内；弹架头部槽内有限制控弹器转动幅度的限位销；所述的控弹枪栓前部有密封；所述的限弹器上与翻板对应位置上有导向舌；所述的弹架头部有能给翻板施加向下运动压力的扭簧。

在所述的麦克纳姆轮本体的回转中心设有固定中心轴，在固定中心轴上设有电机定子绕组和传动齿轮支架，在电机定子绕组外部套有电机转子；在固定中心轴上套有中心齿轮，在麦克纳姆轮本体的内侧设有内齿圈轮缘，在中心齿轮与内齿圈轮缘之间设有传动齿轮，并且，传动齿轮分别与中心齿轮、内齿圈轮缘啮合，所述的传动齿轮支架与传动齿轮转动连接且传动齿轮支架于传动齿轮的回转中心上实现转动连接；

所述的麦克纳姆轮本体由麦克纳姆滚子支架及麦克纳姆滚子组成，麦克纳姆滚子设在麦克纳姆滚子支架上，麦克纳姆滚子支架与固定中心轴转动连接；传动齿轮的数量为2～8个且均匀分布于由中心齿轮与内齿圈轮缘形成的环形空间。

由于基于麦克纳姆技术的智能电动车用的是麦克纳姆轮，可以让电动车全方位移动，所以每个轮子都要单独控制，通过每个轮子的速度不同来让电动车全方位移动，因此我们自己设计了电动车驱动部分的电路图，用了7个L9110S驱动芯片来制作电动车的驱动部分。其中的nrf24l01芯片是用来接收遥控器发出的2.4GHz频率的信号，从而对电动车进行控制。led 灯的部分，用来装饰电动车的外观的，让智能电动车更具有科技感。为了把外接电压降到芯片合适的3.3V工作电压，我们在电路中加入了AMS1117稳压器，减低电压。单片机的最小系统和复位电路我们用到的主芯片是STC89C52RC，最后加上一个复位电路，来确保智能电动车的正常运作。

这里需要说明的是，由于部分结构是本领域的常规结构，本领域技术人员通过检索相关技术文件可以知道各部分的组成关系和电路连接，因此未在此处做进一步描述。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.基于麦克纳姆技术的智能电动车，包括底盘结构、云台结构和发射结构；其特征在于：包括控制电路板、电机和电池设置在底盘结构的机箱内，机箱的两侧分别安装有两个麦克纳姆轮，在机箱上方设置有承载云台结构的承载板，云台结构包括第一自由度调节机构和第二自由度调节机构，所述的第一自由度调节机构为由第一舵机连接的水平转台，所述的第二自由度调节机构为由第二舵机连接的竖直转台；所述的发射结构安装在云台结构的竖直升降台上，所述的发射结构包括两个旋转方向相反的摩擦轮，摩擦轮之间的距离小于发射结构中模拟子弹弹药箱中的模拟子弹，摩擦轮后方设置有填弹装置，所述的摩擦轮前方设置有模拟子弹发射枪筒。

2.根据权利要求1所述的基于麦克纳姆技术的智能电动车，其特征在于：所述的底盘结构包括第一麦克纳姆轮、第二麦克纳姆轮、第三麦克纳姆轮、第四麦克纳姆轮；一个通过传动机构并用于同时驱动第一麦克纳姆轮、第二麦克纳姆轮、第三麦克纳姆轮和第四麦克纳姆轮的电机；所述的电机与电池连接在一起；还包括第一换向器、第二换向器、第三换向器、第四换向器，所述的第一换向器设在电机与第一麦克纳姆轮之间，用于变换第一麦克纳姆轮的转动方向；第二换向器设在电机与第二麦克纳姆轮之间，用于变换第二麦克纳姆轮的转动方向；第三换向器设在电机与第三麦克纳姆轮之间，用于变换第三麦克纳姆轮的转动方向；第四换向器设在电机与第四麦克纳姆轮之间，用于变换第四麦克纳姆轮的转动方向；以及用于控制第一换向器、第二换向器、第三换向器及第四换向器换向的控制器。

3.根据权利要求2所述的基于麦克纳姆技术的智能电动车，其特征在于：所述的云台结构包括主体支架，所述的主体支架包括一底板及位于底板两侧的侧板，所述的侧板之间安装有放置相机的相机支撑架及内罩，所述的相机支撑架及内罩与侧板之间通过竖直转台连接，所述的底板上安装有水平转台，在一侧的侧板外侧设有一风扇；所述的竖直转台包括垂直齿轮及安装于垂直齿轮上的垂直轴承；所述的水平转台包括一步进电机及与步进电机连接的水平轴承和水平齿轮；所述的水平轴承和水平齿轮下方安装有滑环挡块；所述的步进电机安装于主体支架的底板上方，所述的水平轴承与水平齿轮安装于主体支架的底板下方。

4.根据权利要求3所述的基于麦克纳姆技术的智能电动车，其特征在于：所述的摩擦轮通过设置在摩擦轮上方转动齿轮带动，转动齿轮通过旋转电机运转带动旋转。

5.根据权利要求4所述的基于麦克纳姆技术的智能电动车，其特征在于：所述的填弹装置设有弹架，位于弹架上的可填入多粒模拟子弹的供弹仓、储弹仓，位于供弹仓前面的装在弹架上的限制模拟子弹前后移动的控弹器，装在弹架中与弹架同轴心的可在弹架中前后移动和转动的装置模拟子弹的控弹枪栓，装在弹架头部槽内的翻板转动轴上的使模拟子弹滑入枪膛或限制模拟子弹进入枪膛的翻板，装在弹架头部翻板处的可限制第一颗模拟子弹位置且起导向作用的限弹器。

6.根据权利要求5所述的基于麦克纳姆技术的智能电动车，其特征在于：所述的弹架尾部含有分别与供弹仓、储弹仓相通的检弹量孔、取弹孔并可转动的弹封；所述的控弹器中有作用于模拟子弹腰部凹槽、限制模拟子弹前后移动的控弹器顶尖，位于弹架中且两端分别与弹架和控弹嚣连接的拉簧；所述的控弹枪栓上螺纹固定有销钉，销钉可通过控弹枪栓的转动卡进控弹器槽内；弹架头部槽内有限制控弹器转动幅度的限位销；所述的控弹枪栓前部有密封；所述的限弹器上与翻板对应位置上有导向舌；所述的弹架头部有能给翻板施加向下运动压力的扭簧。

7.根据权利要求6所述的基于麦克纳姆技术的智能电动车，其特征在于：在所述的麦克纳姆轮本体的回转中心设有固定中心轴，在固定中心轴上设有电机定子绕组和传动齿轮支架，在电机定子绕组外部套有电机转子；在固定中心轴上套有中心齿轮，在麦克纳姆轮本体的内侧设有内齿圈轮缘，在中心齿轮与内齿圈轮缘之间设有传动齿轮，并且，传动齿轮分别与中心齿轮、内齿圈轮缘啮合，所述的传动齿轮支架与传动齿轮转动连接且传动齿轮支架于传动齿轮的回转中心上实现转动连接。

8.根据权利要求7所述的基于麦克纳姆技术的智能电动车，其特征在于：所述的麦克纳姆轮本体由麦克纳姆滚子支架及麦克纳姆滚子组成，麦克纳姆滚子设在麦克纳姆滚子支架上，麦克纳姆滚子支架与固定中心轴转动连接；传动齿轮的数量为2～8个且均匀分布于由中心齿轮与内齿圈轮缘形成的环形空间。